不同氟源对钙钛矿氟氧化物膜材料的影响文献综述
2020-06-23 20:50:52
1. 前言 膜分离技术被认为是”21 世纪最有前途、最有发展前景的重大高新技术之一,它在 工业技术改造中起着战略性作用”。
膜分离技术是利用天然或人工制备的、具有选择透 过性的薄膜对双组份或多组分的气体或液体进行分离、分级、提纯或富集。
混合氧离子电子导体氧渗透膜最早研究是由日本科学家使用此类材料制得的无机致密膜,并且用于纯氧分离。
混合氧离子电子导体氧渗透膜是一类同时具有氧离子导电性能和电子导电性能的陶瓷膜。
【1】此类膜在高温下(尤其在温度高于 973K 时),当膜两侧存在氧化学势梯度时,氧以氧离子的形式通过晶格中动态形成的氧离子缺陷由高氧分压区向低氧分压区传导,同时电子通过在可变价金属离子之间的跳跃朝相反的方向传导。
由于混合导体膜 同时具有电子导电能力与氧离子导电能力,该过程不需要外加电路就可以实现氧传递连续不断的进行,而且由于是通过晶格振动的形式来传导氧,理论上对氧的选择性为 100%。
【2】 混合导体氧渗透膜的透氧性能受到许多因素的影响,如膜材料的组成结构、膜的微观结构、膜应用时的操作条件等。
不同的材料组成显著影响膜的性能,即使膜材料 的组成一致,制备过程中由于材料制备方法和条件的区别导致膜微观结构出现差异, 进而影响到混合导体氧渗透膜的性能【3,4】 2.混合导体透氧膜 混合导体氧渗透膜材料主要分为离子导体氧渗透膜材料、双相混合导体氧渗透膜材料和单项混合导体氧渗透膜材料,其中单项混合导体膜材料是近年来膜材料研究最为活跃的一个领域,对该类材料的研究大多集中在具有钙钛矿型(ABO3)及其衍生结构的化合物上。
该类材料在高温下是电子和氧离子的快导体,电子与氧离子由同一项通过,对氧具有选择透过性。
混合导体氧渗透膜材料主要由钙铁矿型(具有 ABO3 结构的材料)、类钙铁矿型(具有AN 1 BN O3N 1结构的Ruddlesden-Poper(四方钙钛矿的共生型结构)系列材料,n=1时就是具有K2NiF4结构的材料)、 烧绿石型(具有 A2B2O7 结构的材料)以及氧空位有序的钙铁石型(具有 A2B2O5 结构 的材料)。